Explicação sobre Hyper-Threading

Hyper-Threading (HT) ou Hyper-Threading Technology (HTT) é o nome que a Intel dá às capacidades de Simultaneous Multithreading (SMT) de alguns dos seus processadores. A tecnologia melhora o desempenho duplicando algumas das secções não executáveis do processador para permitir que um único núcleo do processador apareça como dois processadores lógicos para o sistema operativo.

O sistema operativo endereça estes dois núcleos lógicos e partilha a carga de trabalho entre eles. Isto permite ao processador lidar com vários threads ao mesmo tempo, gerindo os recursos para garantir que as unidades de execução se mantêm ocupadas.

Existem várias vantagens na tecnologia Hyper-Threading, incluindo maior eficiência e melhor utilização dos recursos, além do importante aumento no desempenho. A Intel afirma que os chips com Hyper-Threading apresentam um aumento de até 30% no desempenho em comparação com os chips sem essa tecnologia. Nada mal para algo que acrescenta apenas 5% ao silício do chip. Quando se considera que uma nova geração de processadores geralmente resulta em melhorias percentuais de apenas um dígito, isso não é algo que se possa desprezar.

No entanto, o Hyper-Threading não está isento de problemas. Algumas aplicações não só não apresentam melhorias com esta funcionalidade ativada, como podem apresentar um desempenho pior. O Hyper-Threading também demonstrou introduzir vulnerabilidades de segurança, especificamente ataques de canal lateral, levando o sistema operativo OpenBSD a desativar o Hyper-Threading por motivos de segurança. Também houve alegações de que o multithreading simultâneo pode consumir até 46% mais energia do que os designs tradicionais.

A Intel introduziu a tecnologia Hyper-Threading em 2002, inicialmente nos seus processadores Xeon voltados para estações de trabalho, antes de incluí-la no Pentium 4 no mesmo ano. Desde então, o Hyper-Threading tem sido uma característica da maioria dos seus processadores. Desde então, o número de núcleos da CPU aumentou significativamente e, com o hyper-threading, isso significa que os processadores modernos são capazes de lidar com até 32 threads ao mesmo tempo, como o Core i9-13900.

Como dissemos na introdução, hyper-threading é o nome comercial da Intel para multithreading simultâneo (SMT), mas obviamente a AMD não iria ficar de braços cruzados enquanto a Intel brincava com até 30% de desempenho livre. Assim, embora a AMD nunca utilizasse a marca hyper-threading, adotou a SMT nos seus primeiros processadores Zen e tem beneficiado da tecnologia desde então. A AMD também tem vindo a aumentar cada vez mais o número de núcleos e, tal como a Intel, com processadores como o Ryzen 9 9950x, os seus chips de gama alta para computadores de secretária são capazes de processar até 32 threads em simultâneo.

Se tudo isso pinta um quadro otimista da saúde do hyper-threading, então poderá se surpreender ao descobrir que a tecnologia de duplicação de CPU da Intel não está na lista de recursos dos seus processadores mais recentes. Por exemplo, o Core Ultra 9 285K, lançado recentemente pela Intel, tem oito núcleos de desempenho e 16 núcleos eficientes, sem qualquer sinal de hyper-threading em nenhum dos dois tipos. Isto aponta para uma mudança na forma como os processadores estão a ser concebidos, tendo-se basicamente considerado que o hyper-threading simplesmente não funciona como antes com estes novos processadores «híbridos».

A Intel mudou para um design híbrido com os seus processadores Core de 12.ª geração. Estes são CPUs que possuem núcleos de desempenho e eficientes, imitando a abordagem big.LITTLE que a ARM alcançou com os seus processadores. Essencialmente, existem dois tipos de núcleos dentro do chip que podem ser usados para diferentes cargas de trabalho, oferecendo maior eficiência em comparação com os designs de CPU anteriores. Inicialmente, a Intel ainda suportava hyper-threading nos núcleos de desempenho, mas abandonou essa funcionalidade na última geração, optando por duplicar o número de núcleos eficientes.

A AMD não parece estar com pressa para seguir os passos da Intel e produzir um design híbrido completo, concentrando-se, em vez disso, na sua tecnologia de cache X3D para obter uma vantagem em termos de desempenho. Portanto, a multithreading simultânea ainda vai continuar connosco por algum tempo, mas talvez não com o rótulo de hyper-threading.